게시 및 게시 날짜 : 2004/10/21
성공적으로 개발 된 고용량 산화철 양성 전극 카지노 바카라
-The road to reducing the cost of lithium-ion secondary batteries-
포인트
- 철 이온과 나노 입자 제조 방법을 최대한 활용하는 화학 조성 설계를 결합하여, 우리는 고용량과 우수한 고온주기 특성을 가진 새로운 산화철 물질을 개발했습니다
- 방전 전압 및 용량의 관점에서 기존의 양의 전극 (리튬 코발 테이트, 리튬 망간 스피넬)과 비교할 수있는 철기 기반 카지노 바카라가 얻어지지 않았다
- 철 기반 산화물에는 풍부한 자원이있어 리튬 이온 2 차 배터리 비용을 줄이기위한 문을 열어줍니다
- 풍부한 자원이있는 요소를 사용하여 자동차와 같은 대용량 애플리케이션을위한 리튬 이온 2 차 배터리를 적용하는 것이 크게 촉진됩니다
요약
바카라 커뮤니티 [Yoshikawa Hiroyuki 회장] (이하 "AIST")유비쿼터스 에너지 연구 부서공동-자료 방법and열수 방법리튬 이온 보조 배터리긍정적 인 물질개발 된이 자료는고온주기 특성, 기존리튬 망간 스피넬 양극 전극충전 및 배출 용량는 리튬-이온 배터리에 가장 일반적으로 사용되는 리튬 코발 테이트와 동등한 용량 (약 150mAh/g)을 나타내는 것으로 밝혀졌으며, 화학 성분 (니켈 원소)을 제어함으로써 양의 배출 전압 및 에너지 밀도를 개선 할 수 있으며, 철분을 제어하고, 철분을 배열하고, 및 철분을 배열하고, 그리고, 니온 배열을 제어합니다 나노 입자 크기 (그림 1)
○ 전통적으로 철 기반 산화물 (Lifeo2등)는 리튬-이온 2 차 배터리를위한 양의 전극 카지노 바카라 일 것으로 예상되었지만, 배출 전압 및 용량의 관점에서 기존 양극 전극과 비슷한 카지노 바카라는 얻지 못했다 또한, 리튬 망간 스피넬과 같은 기존 양성 전극에 대한 전하/방전 특성 측면에서는 명확하지 않았다
○ 철 이온과 나노 입자 제조 방법 (습식 합성 방법)을 최대한 활용하는 화학적 조성 설계 (습식 합성 방법)는 AIST가 수년에 걸쳐 축적 된 공동체 형성 방법과 수산 방법을 결합하여 화학 조성 및 제조 조건을 최적화하여 일차 직경 및 철분 방해를 최적화했습니다 우리는 얻어진 카지노 바카라가 기존의 양의 전극 (리튬 코발 테이트)만큼 높고 고온주기 특성이 리튬 망간 스피넬보다 우수하다는 것을 발견했다
○ 이것은 지금까지 어려운 것으로 간주 된 리튬 2 차 배터리 필드에서 철 기반 산화물 양극 전극의 실제 적용을위한 길을 열었으며, 리튬 이온 배터리는 비용이 절감 될 것으로 예상되는 반면, 풍부한 자원이 풍부한 긍정적 인 전극은 대형 적용에 적용 할 것으로 예상됩니다
이 연구 개발의 결과는 "연료 전지 차량을위한 리튬 배터리 기술 개발 등-새로운 에너지 및 산업 기술 개발 기관 (Makino Tsuyoshi 회장)의 고성능 리튬 배터리 요소 기술 (2002-2006)의 개발 (2002-2006) (이하"Nedo 기술 개발 조직 ")에 의해 계약 프로젝트를 통해 얻었습니다
앞으로, 우리는 구축 된 카지노 바카라의 전하 및 배출 특성을 더욱 향상시키고 제조 조건의 단순화를 통해 제조 비용을 줄일 것입니다
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그림 1 : 43V 충전 후 60 ° C에서 10 회 사이클 후 배출 곡선, 두 개의 탄소 음성 전극 카지노 바카라를 사용합니다
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연구 배경
리튬 이온 2 차 배터리는 다른 보조 배터리 시스템보다 에너지 밀도가 높기 때문에 노트북 PC 및 휴대 전화와 같은 모바일 장치에 필수적이며 최근에는 작은 배터리뿐만 아니라 차량 내 사용과 같은 대형 배터리에도 적용되는 것으로 간주되었습니다 리튬 이온 2 차 배터리의 구성 카지노 바카라 중에서 배터리 성능을 결정하는 가장 중요한 카지노 바카라 중 하나는 캐소드 카지노 바카라와 리튬 코발 테이트 (LICOO2), 리튬 Nikelate (Linio2), 리튬 망간 스피넬 (limn2O4)와 같은 리튬 이온을 함유 한 전이 금속 산화물의 연구 및 개발이 진행 중이지만 대부분의 현재 리튬 이온 2 차 배터리는 리튬 코발 테이트를 사용합니다 그러나 코발트 원료 가격 상승에 대한 최근의 요구를 충족시키고 배터리 비용을 줄이기 위해 양극 전극에서 코발트 양의 감소에 대한 수요가 있습니다 특히, 자동차에 사용하기 위해 개발 된 대용량 리튬 이온 2 차 배터리에서, 사용 된 양의 전극 카지노 바카라의 양은 극적으로 증가하며, 자원이 풍부하고 저렴한 전이 금속 요소로 주로 만들어진 양성 전극 카지노 바카라의 개발에 대한 강한 수요가있다 리튬 망간 스피넬 기반 양성 전극 카지노 바카라는 가장 유망한 후보이지만, 배출 용량은 100 mAh/g이며, 리튬 코발 테이트 (150 mAh/g)의 배출 용량보다 작으며, 삼위 일체 망간이 고온에서 전해질에서 전해질에 들어간 후에 상당한 전기 전착성에 대해 전기적으로 전해질이 발생한다고보고되었다 그리고 여전히 대체 카지노 바카라를 개발해야 할 필요가 있습니다
철은 가장 저렴하고 자원이 풍부한 후보 전환 금속 요소이며, 금속 카지노 바카라 가격은 코발트의 약 1/100과 그 매장량이 코발트 (Eds Yoshio Masayuki 및 Ozawa Akiya, Lithium-ion 2 차 배터리, 2 차 에디션, 응용 분야, Nikkan Kogyo Shimbun, 36)입니다 그러나 Lifeo는 지금까지 개발되었습니다2와 같은 철 기반 산화 산화물 양성 전극 카지노 바카라 평균 배출 전압은 2V 이하이며 기존 양성 전극의 대체 카지노 바카라로 채택되지 않았습니다 또한, 철분이 리튬 코발 테이트 또는 리튬 니켈 레이트에 용해되는 시스템에서, 충전 및 배출 특성을 개선하는 효과가 관찰되지 않았으며, 리튬 2 차 배터리에 대한 양성 전극 카지노 바카라에 철 기반 산화물을 적용하는 것은 거의 불가능하다고 생각되었다
연구 이력
리튬 코발 테이트보다 더 높은 용량을 갖는 철기 기반 산화물 양성 전극 카지노 바카라를 개발하기 위해, 우리는 화학 조성 및 전이 금속 이온 분포를위한 정밀 제어 기술을 사용하여 연구를 수행했습니다 이 중 2001 년부터 2002 년까지 세계 최초의 양성 전극 카지노 바카라 (철-함유 Li2mno3) 발견 (전원 저널, 97-98, 415-419 (2001) 그리고전기 화학 학회지 저널, 149, A509-A524 (2002) 특허 번호 3500424) 그러나, 얻어진 카지노 바카라의 전하/방전 특성은 기존의 양의 전극을 초과하지 않았으며, 추가 제조 조건 및 화학 조성이 필요했다 따라서 2002 년부터 경제, 무역 및 산업부와 2003 년부터 NEDO 기술 개발 기관에 의해 의뢰되었으며, 2003 년부터 회사는 연구 주제, "연료 전지 차량을위한 리튬 배터리 기술 개발 등 - 기본 금속 요소를 사용한 새로운 산화물 긍정적 전극 카지노 바카라의 개발"및 결과적으로 달성 된 새로운 산화물 긍정적 전극 카지노 바카라의 개발 및 연구 주제를 수행했습니다 이 결과는 저렴하고 자원이 풍부한 구성 요소 (주로 철 및 망간이 최대 약 20% 니켈을 함유 함)로 구성되므로 리튬 이온 2 차 배터리 양성 전극 카지노 바카라의 비용을 줄이고 리소스를 절약 할 수 있습니다
연구 컨텐츠
이번에 개발 된 새로운 철계 산화물 양성 전극 카지노 바카라는 리튬 코발 테이트 및 리튬 니켈 레이트와 동일합니다층 소금 형 구조1.2m0.8O2(m= fe0.5MN0.5, fe0.4MN0.4ni0.2)를 갖는 화합물입니다 이들은 1 차 입자 크기가 100 nm 이하의 나노 파더였다 도 2에서 제조 과정에 의해 수득되었다 3 철 이온의 사용을 최대화하고 전하/방전 특성을 향상시키기 위해서는 입자 크기를 줄이면서 철 이온 배열의 파괴를 줄여야합니다 이를 위해서, 불순물이 억제되고 전이 금속 이온이 고체 내에 균질하게 분포되는 전구체를 준비하는 것이 필수적이다
li1.2(fe0.4MN0.4ni0.2)0.8O2
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그림 2 : 개발 된 철 기반 양성 전극 카지노 바카라 분말의 TEM 사진
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그림 3 : 개발 된 철 기반 음극 카지노 바카라의 기본 제조 공정
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이 물질의 생산 중 전극 반응을 억제페라이트(1) 단계 (1)에서 공동체의 저온을 제어하고 (2) 단계에서 열수 처리를 시작하면 페라이트 형성을 억제하는 데 큰 영향을 미친다는 것이 밝혀졌다 또한 얻어진 전구체가 미세하게 분말화되고 리튬 공급원과 반응하고 최종 생성물은 비교적 저온 (650 ℃ 미만)에서 얻어졌다
양의 전극 방전 전위를보다 정확하게 추정하기 위해, 최종 생성물은 음성 전극으로서 양의 전극 및 금속 리튬이며, 42mA/g의 전류 밀도에서의 초기 방전 특성이도 4에 도시되어있다m= fe0.5MN0.5의 리튬 망간 스피넬 양성 전극 (LIMN2O4)보다 낮았지만, 니켈 함유 양성 전극은 대략 동일한 용량 (100 mAh/g)을 나타냈다 평균 작동 전압은 또한 38V이며, 용량 및 전압 값은 철 기반 산화 산화물 전극 중에서 가장 높으며, 개발 된 제품은 리튬 망간 스피넬과 유사한 충전 및 배출 특성을 갖는 것으로 밝혀졌다 일반적으로, 리튬 망간 스피넬 기반 양극 전극은 탄소 음성 전극을 사용하여 60 ℃에서 전하 및 배출주기 시험에서 MN3+이온으로 인한 특징적인 악화가 나타나는 것으로보고되었으므로,도 5에 도시 된 바와 같이, 개발 된 생성물의 고온주기 특성과 리튬 망간 스피넬 양극 전극은 금속 리튬 음성 전극의 전류 밀도와 전류 밀도를 사용하여 탄소 음성 전극을 사용하여 비교되었다 리튬 망간 스피넬 양극 전극은 10 회 사이클 후 용량이 감소했지만,이 개발 된 제품은 이러한 용량 악화를 경험하지 않습니다 또한 10 사이클 후의 용량은 약 150mAh/g에 가깝습니다 이는 리튬 코발트 (150mAh/g)의 현재 용량과 거의 같습니다 이것은 개발 된 제품이 리튬 망간 스피넬에 비해 우수한 고온주기 특성을 가지고 있다고 생각됩니다
획득 된 li1.2(fe0.5MN0.5)0.8O2의 평균 방전 전압 32V였으며, 이는 리튬 코발 테이트 36V의 평균 전압보다 약 04V 낮았다 그러나 Li1.2(fe0.4MN0.4ni0.2)0.8O2양의 전극에서 유사한 시험이 수행되었고, 그림에 도시 된 바와 같이 도 1, 10 사이클이 통과 된 후에 등가 용량이 나타 났으며, 니켈의 고체 용액으로 인해 평균 작동 전압이 007V 증가한 것으로 확인되었다 이것은 또한 기존의 양의 전극을 망간 스피넬 기반 음극 카지노 바카라와는 다른 특성을 가진 캐소드 카지노 바카라로 대체 할 수있게한다
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그림 4 : 43V 충전 후 초기 방전 특성 및 기존 리튬을 사용하여 기존 리튬을 사용하여 두 가지 유형의 철 기반 양극 전극 카지노 바카라 분말의 음성 전극으로 사용됩니다2O4양성 전극 카지노 바카라와의 비교
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그림 5 발달 된 철 기반 양성 전극 카지노 바카라의 탄소 음극 및 기존 LIMN2O4 양극 전극 카지노 바카라를 사용하여 60 ℃에서 충전 한 후 처음에 방전 곡선 (1D) 및 10 사이클의 비교 화살표는 10 사이클 후 방전 용량의 변화를 나타냅니다
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미래 계획
철은 다른 전이 금속 (코발트, 니켈, 망간)보다 환경 유량 공차가 높기 때문에 이러한 개발 된 제품은 자원이 풍부하고 환경 친화적 인 리튬 이온 2 차 배터리의 양성 전극 카지노 바카라로 사용될 수있을 것으로 예상 할 수 있습니다 이 개발 된 제품에는 장기 사이클 안정성과 같이 해결해야 할 문제가 여전히 있습니다 앞으로, 우리는 충전 및 방전 특성을 더욱 향상시키고, 프로토 타입 코팅 전극을 통해 실제 사용 가능성을 확인하고,이를 평가하고, 배터리 제조업체 등을 통해 차량 내 배터리 등에이 카지노 바카라를 적용 할 가능성을 고려할 계획입니다
터미널 설명
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◆ Coprecipitation Method
- 두 가지 이상의 용액에서 금속 이온을 동시에 침전시키는 방법 균일 한 침전물 (균열)의 비율로 금속 이온을 동시에 침전시키는 방법 이 연구에서 핵심 요점은 균질 한 망간 및 철을 함유하는 침전물 (수산화물 및 산화 수산화물)을 준비하는 방법입니다[참조로 돌아 가기]
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◆ 열수 방법
- 밀폐 용기에 2 가지 이상의 원료를 함유 한 용액을 배치하고, 물의 끓는점 (100 ° C) 이상의 온도에서 가열하고 액체 상에 2 개를 용해시키고 반응하여 균질 생성물을 얻는 방법 상기 언급 된 공로화 방법에 의해 금속 이온 분포가 완전히 균질화 될 수 없더라도,이 방법은보다 균질화 될 수있다[Return to reference]
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◆ 리튬 이온 보조 배터리
- 현재 2 차 배터리의 작동 전압 (3-4V)이 가장 높은 2 차 배터리이며, 리튬 코발 테이트, 음성 전극 카지노 바카라로서의 흑연 탄소 물질 및 비-날짜 전해질과 같은 전이 금속 산화물과 같은 양의 전극 카지노 바카라로 구성됩니다 리튬 이온이 충전 중에 양의 전극에서 음극으로 이동하고 방전 동안 음의 전극에서 양극 전극으로 이동할 때 배터리로 작동합니다 1990 년대 초에 실질적으로 사용되었으며 배터리 볼륨 또는 무게 당 추출 할 수있는 전기 (에너지 밀도)의 양은 다른 보조 배터리 시스템보다 훨씬 크기 때문에 휴대 전화 및 노트북 PC와 같은 모바일 장치의 필수 전원이됩니다 생산의 대부분은 일본 배터리 제조업체가 수행합니다[참조로 돌아 가기]
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◆ 긍정적 인 카지노 바카라
- 배터리의 + 극면을 구성하는 카지노 바카라 리튬 이온 2 차 배터리의 경우, 리튬 이온을 함유하지 않는 탄소 카지노 바카라는 네거티브 전극에 사용되므로 리튬 코발 테이트 (LICOO)는 양의 전극 카지노 바카라이다2), 리튬 니켈 레이트 (Linio2), 리튬 망간 스피넬 (limn2O4)와 같은 리튬 이온을 함유하는 전이 금속 산화물이 사용된다 대부분의 현재 배터리는 리튬 코발 테이트를 사용하지만 회사는 코발트 원료 가격의 최근 상승과 배터리 비용 절감에 대한 수요를 충족시키기 위해 양극 전극에서 코발트의 양을 줄이는 것을 고려하고 있습니다 이 산화물은 일반적으로 아세틸렌 블랙 및 기타 바인더와 같은 전도성 카지노 바카라와 혼합되어 배터리에 도입됩니다 충전 및 방전 중에 양의 전극 카지노 바카라 안팎에서 리튬 이온의 양이 배터리의 용량을 결정하고 제거 중 전압은 배터리 전압을 결정하기 때문에 양의 전극 카지노 바카라의 개발은 리튬 2 차 배터리에서 특히 중요합니다[참조로 돌아 가기]
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◆ 고온주기 특성
- 18218_183642+이온으로서의 용리 및 탄소 음극 전극에서 소비되는 것은 용량이 크게 감소합니다 현재 회사 내에서이를 줄이기위한 노력이 이루어지고 있습니다 이번에 발견 된 철 기반 캐소드 물질에는 망간 이온이 포함되어 있기 때문에,이 시험은 그것이 리튬 망간 스피넬과 같은 부피 감소를 유발할 수 있는지 여부를 조사했다[참조로 돌아 가기]
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◆ 리튬 망간 스피넬 기반 양성 전극 카지노 바카라
- 구성 요소 limn2O4를 갖는 리튬 망간 산화물 중 하나 및 스피넬 유형 구조를 갖는다 망간은 합성하기 쉽고 리튬 코발트의 코발트 자원보다 풍부하기 때문에 현재 가장 낮은 비용의 양성 전극 카지노 바카라 일 것으로 예상되며, 연구는 큰 리튬 이온 2 차 배터리의 양성 전극 카지노 바카라로 격렬하게 수행되고 있습니다 전하/방전 용량은 약 100mAh/g이며, 이는 150mAh/g의 리튬 코발 테이트보다 낮지 만 가격과 안전을 고려하여 실질적으로 사용되었습니다 그러나 위에서 언급했듯이 고온 사이클링 특성에는 문제가 있으며이를 극복하는 것이 바람직합니다[참조로 돌아 가기]
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◆ 충전 및 배출 용량
- 2 차 배터리를 충전하거나 배출 할 때 소비하거나 추출 할 수있는 현재 값 및 시간 (MAH 또는 AH로 표시)의 제품 양의 전극 카지노 바카라는 양성 전극 카지노 바카라의 중량 당 mAH/g로 표현된다 이 값이 높을수록 성능이 좋아집니다 리튬 이온 2 차 배터리의 양의 전극 카지노 바카라의 경우, 양성 전극 카지노 바카라로부터 가역적으로 제거되고 삽입 될 수있는 리튬의 양은 리튬의 양에 해당한다[참조로 돌아 가기]
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◆Layered rock salt type structure
- 리튬 코발 테이트 및 리튬 니켈 레이트의 결정 구조 전이 금속 이온 층 및 리튬 단일 층이 산화물 이온을 통해 번갈아가 다른 결정 구조 충전 및 배출 중에 리튬 이온을 쉽게 제거하고 삽입 할 수 있다고합니다[참조로 돌아 가기]
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◆ 페라이트
- 자기 특성을 나타내는 스피넬 구조를 가진 철 기반 복합 산화물 (생명5O8, mnfe2O4, Cofe2O4, nife2O4등에 대한 일반적인 용어) CopRecipitate를 준비 할 때 쉽게 형성 할 수 있으며 일단 형성되면 불순물로 쉽게 남겨집니다 그것이 불순물로 남아 있다면, 자체를 충전하고 배출하지 않으며, 표적 물질, 특히 철분 함량의 조성은 감소하여 충전 및 배출 특성이 상당히 악화 될 것이다[참조로 돌아 가기]
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